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Scientia

ForeStaliS

377Sci. For., Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 377-390, set. 2010

Avaliação dos impactos da atividade de silvicultura sobre a qualidade dos recursos hídricos superficiais

Assessment of the impacts of forestry activity on the quality of surface water

Rafael Z. Guimarães¹, Fabiano A. de Oliveira², Mônica L. Gonçalves³

Resumo

Realizou-se um monitoramento da qualidade da água superficial em áreas de reflorestamento com es-pécies de Pinus taeda e Pinus elliottii no Município de Joinville, Santa Catarina, Brasil, no período de setembro de 2005 a agosto de 2009. Os resultados do monitoramento efetuado em talhões de diferentes idades foram comparados com aqueles realizados em áreas controle de mata nativa. Utilizaram-se no monitoramento os parâmetros temperatura, pH, OD, DBO, SDT, turbidez, CE, N total, NO3

- , P total, K e a vazão dos cursos d’água. Foram confeccionados mapas temáticos de uso de solo, pedológico e geológico para subsidiar a discussão e a interpretação dos resultados de qualidade de água. O reflorestamento con-tribuiu para o aumento do pH, condutividade elétrica, turbidez e nitrato, porém essas elevações não foram suficientes para extrapolar os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/05 para rios de Classe 1. Identificou-se que o cultivo de pinus em microbacias com relevo acentuado proporciona maior perda de sedimentos e nutrientes do solo. A utilização de mapeamentos temáticos da área de estudo constituiu uma importante ferramenta para avaliação e interpretação das alterações dos parâmetros de qualidade de água em bacias hidrográficas experimentais.

Palavras-Chave: qualidade de água, Pinus taeda, Rio Cubatão do Norte;

Abstract

A monitoring of superficial water quality in areas reforested with Pinus taeda and Pinus elliottii in Joinville, Santa Catarina, Brazil, was accomplished from September 2005 through August 2009. The results obtained from planting areas with different ages were compared with the results from native forest areas. The monitoring focused on the parameters temperature, pH, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, total dissolved solids, turbidity, electric conductivity, nitrates, total nitrogen, total phosphorus and potassium, as well as discharge. Thematic maps of land use, geology and soils were made in order to subsidize the discussion about water quality. The reforestation contributed to an increase in pH, electric conductivity, turbidity and nitrate, but was not enough to extrapolate the legal limits set by the Resolution CONAMA 357/05 for Class 1 rivers. The cultivation of Pinus in micro watersheds with steep relief allows for an increase of sediment and soil nutrients loss. The use of thematic maps was an important tool for the evaluation and interpretation of water quality parameters change in experimental watersheds.

Keywords: water quality, Pinus taeda, North Cubatão River

¹Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal, Universidade Federal do Paraná - UFPR, Jardim Botânico - Campus III, Jardim Botânico - 80210-170 - Curitiba, PR – E-mail: [email protected]

² Departamento de Geografia, Setor de Ciências da Terra, Universidade Federal do Paraná - UFPR, Centro Politécnico, Jar-dim das Américas - 81531-990 - Curitiba, PR – E-mail - [email protected]

³Centro de Ciências Tecnológicas - CCT - Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC - Campus Universitário - Prof. Avelino Marcante s/n - Bairro Bom Retiro - Joinville-SC - 89223-100 - E-mail: [email protected]

Introdução

As florestas da região costeira do Brasil têm sido afetadas pelo desmatamento desde o início do período colonial. De um total de aproxima-damente 1,3 milhão de quilômetros quadrados de Mata Atlântica primitiva, restam apenas cerca de 50 mil km² – menos de 5% da área original. Dentre as áreas de Mata Atlântica mais devasta-

das, destacam-se as áreas de pinheirais da região Sul do país (IBAMA, 2009).

Segundo Brandão (2003), o consumo de ma-deira no Brasil em 2003 estava estimado em 300 milhões de metros cúbicos por ano, e, deste to-tal, 50% eram provenientes de florestas nativas. Felizmente, a tendência deste consumo de 150 milhões de metros cúbicos por ano de madeira extraída de florestas nativas é diminuir conside-

Guimarães et al. - Avaliação dos impactos da atividade de silvicultura sobre a qualidade dos recursos hídricos superficiais


ravelmente com o crescimento da atividade de silvicultura que vem conquistando maior espa-ço no Brasil.

A silvicultura surgiu como uma solução para substituir a fonte de matéria prima na produ-ção de móveis, chapas, aglomerados, papel, ce-lulose, entre outros, e economicamente viável devido à utilização de espécies de crescimento rápido, como é o exemplo do eucalipto e pinus. A preocupação referente ao desenvolvimento desta atividade está nas consequências do uso de espécies exóticas e da prática de monocultu-ra sobre o ecossistema local. Dentre estas con-sequências, destacam-se os possíveis impactos provenientes da atividade em questão sobre a qualidade da água e a dinâmica hídrica fluvial, provocados principalmente pela exportação de nutrientes e sedimentos pela água de deflúvio e pelo consumo de água no metabolismo das espécies arbóreas.

A pesquisa que deu origem ao trabalho ora apresentado passou a existir em função dos conflitos entre as atividades econômicas desenvolvidas na bacia hidrográfica do Rio Cubatão do Norte, município de Joinville, SC, e a manutenção da qualidade e da disponi-bilidade de água, identificados durante a re-alização das assembléias para o Plano Diretor de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Cubatão do Norte, desenvolvido pelo Comitê de Gerenciamento das Bacias Hidro-gráficas dos Rios Cubatão do Norte e Cacho-eira (CCJ). Dentre as atividades discutidas nas assembléias, as polêmicas em torno dos possíveis impactos da atividade de silvicul-tura realizada no alto curso do Rio Cubatão do Norte impulsionaram o desenvolvimento deste estudo na microbacia do Rio Campinas, que abrange grande parte da área reflorestada (GONÇALVES et al., 2006).

No segundo semestre de 2007, o CCJ lan-çou o livro intitulado ”Elaboração do Plano Diretor dos Recursos Hídricos da Bacia Hi-drográfica do Rio Cubatão do Norte”, no qual consta um conjunto de ações que visam ga-rantir a disponibilidade de água para a região nos próximos 25 anos. Uma das ações para o setor da agropecuária e irrigação é estudar a viabilidade da manutenção da silvicultura na bacia em função dos impactos sobre os recursos hídricos superficiais e subterrâneos (GONÇALVES et al., 2007).

Lima e Zakia (1998), ao estudarem os in-dicadores hidrológicos em áreas florestais,

afirmam que o uso de microbacia como uni-dade geomorfológica da paisagem apresen-tou-se como a forma mais apropriada para avaliar as interações entre o uso de solo e o ecossistema local, pois pode funcionar como uma manifestação espacialmente bem defi-nida de um sistema natural aberto, dentro do qual as atividades florestais estarão, inevita-velmente, influenciando o seu funcionamen-to hidrológico e biogeoquímico.

O estudo da qualidade da água é de grande importância quando se visa diagnosticar a vita-lidade da microbacia, uma vez que esta integra processos geomorfológicos, hidrológicos e bio-lógicos, dentre outros. A alteração de qualquer um desses processos afetará um ou mais parâ-metros (Oki, 2002).

Neste contexto, o trabalho tem como obje-tivo avaliar os impactos da atividade de silvi-cultura sobre a qualidade dos recursos hídricos superficiais através do monitoramento da quali-dade e quantidade das águas superficiais em áre-as de reflorestamento com Pinus taeda e elliottii e em área de mata nativa, na bacia hidrográfica do Rio Campinas, município de Joinville, região nordeste do Estado de Santa Catarina.

MaterIal e Métodos

Área de estudoAs microbacias experimentais utilizadas nes-

te estudo estão localizadas em área de refloresta-mento no município de Joinville, região nordes-te de Santa Catarina, em altitude média de 800 metros (Figura 1). A fazenda localiza-se no alto curso do rio Cubatão do Norte, próxima à escar-pa da Serra do Mar, estando inserida na bacia hidrográfica do rio Campinas e na bacia do rio 2 (sem nome), ambos tributários do rio Cubatão do Norte (Figura 2).

Todos os cursos de água monitorados neste estudo pertencem à Classe 1 de corpos de água doce, conforme a Portaria Estadual 024/79, que enquadra os cursos d’água do Estado de Santa Catarina na classificação estabelecida pela Por-taria GM n° 0013, de 15 de janeiro de 1976 (SANTA CATARINA, 1979).

Segundo a classificação de Köppen, ocorre na área de estudo o tipo climático Cfb, ca-racterizado por verão chuvoso e moderada-mente quente, úmido em todas as estações (GONÇALVES, et al., 2006). A precipitação média anual na região é de 1700 a 2100 mm, com períodos mais chuvosos na primavera


e verão, e máximas nos meses de janeiro e fevereiro, menor pluviosidade no outono e inverno, com mínimas em junho e julho. Po-rém esta variação não é acentuada entre estes períodos, podendo ocorrer precipitações in-tensas em qualquer época do ano (GONÇAL-VES, et al., 2006).

Conforme Oliveira (2006), na região da área de estudo predominam cambissolos háplicos e argissolos da subordem vermelho-amarelo. No contexto geológico, a área de estudo está inserida no Complexo Luis Alves que contém rochas me-tamórficas predominantemente do tipo gnaisse granulítico, com intrusão de corpo granítico.

MetodologiaOs procedimentos metodológicos podem ser

divididos em 5 fases: (1) pesquisa bibliográfica, cartográfica e coleta de dados; (2) preparo dos trabalhos de campo; (3) trabalhos de campo; (4) procedimentos laboratoriais; (5) análise dos resultados e redação do artigo final. Cabe res-saltar que algumas fases ocorreram simultanea-mente ou perduraram durante todo o estudo.

Pesquisa bibliográfica e coleta de dadosNo levantamento bibliográfico consultou-se

livros, artigos e teses para aprofundar a compre-ensão dos processos envolvidos na alteração da qualidade da água em áreas de reflorestamento

e mata nativa do bioma de mata atlântica, as-sim como normas e manuais para obtenção e identificação das técnicas e procedimentos labo-ratoriais e de campo, de análises de parâmetros de qualidade de água e dos procedimentos para medição de vazão. A pesquisa cartográfica visou a organização da base cartográfica digital de tra-balho por meio de dados cartográficos vetoriais do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatistica - IBGE, do acervo do Centro de Cartografica Di-gital e Sistemas de Informações Geográficas da Universidade da Região de Joinville e da base de dados de cartografia digital da empresa reflores-tadora que administra a fazenda estudada.

Os dados de precipitação pluviométrica fo-ram obtidos da Estação Pluvio-fluviométrica Abaeté do Comitê de Gerenciamento das Ba-cias Hidrográficas dos Rios Cubatão do Norte e Cachoeira (CCJ). Esta estação localiza-se no interior da Fazenda Abaeté, na área de estudo, e registra dados de precipitação e do nível do Rio Cubatão do Norte com periodicidade horária. No entanto, para este trabalho foram utilizados os dados de totais mensais.

Figura 1. Localização da área de estudo a nível nacio-nal, estadual e regional.

Figure 1. Location of the studied area at national, state and local scale.

Figura 2. Localização dos pontos de monitoramento e suas respectivas áreas de drenagem, sub-ba-cia do Rio Campinas, Joinville - SC

Figure 2. Location of the monitoring points and their drainage areas, Campinas River watershed, Joinville - SC.



Foram mensurados in loco os parâmetros de temperatura, pH, oxigênio dissolvido e conduti-vidade elétrica com auxílio de um equipamento multiparâmetro.

Para avaliar a quantidade de água superficial em cada ponto de monitoramento, empregou-se o método de meia seção proposto por San-tos et al. (2001), por meio da construção de um perfil transversal dos canais fluviais monitora-dos. Neste método, a medição da vazão (Q) é dada pela tomada da largura do rio, assim como de suas profundidades em intervalos regulares (verticais) estabelecidos segundo sua largura. Nas mesmas verticais são medidas as velocida-des médias (Vm) do fluxo hídrico em toda a coluna d’água com um micromolinete Global Water, modelo FP201. As áreas dos segmentos (A) correspondentes às adjacências das verticais foram calculadas e em seguida multiplicadas pe-los valores de velocidade média de cada vertical, obtendo-se vazões parciais (Qp = A x Vm). A va-zão total é obtida pela soma das vazões parciais (Qt = Qp1 + Qp2 +...+ Qpn).

Procedimentos laboratoriaisAs amostras de água coletadas foram devida-

mente acondicionadas de acordo com as neces-sidades de preservação dos parâmetros físicos e químicos a serem analisados. As técnicas de preservação e acondicionamento das amostras seguiram a norma NBR 9898.

Foram analisados nos laboratórios da Uni-versidade da Região de Joinville os parâmetros de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) através da DBO5, turbidez pelo método ne-felométrico (turbidímetro), sólidos dissolvi-dos totais (SDT) pelo método gravimétrico e fósforo total (P), nitrogênio total (N), nitrato (NO3

-), e potássio (K) através do método de espectrofotometria UV-VIS.

As metodologias das análises seguiram as técnicas referenciadas no Standard Methods bem como as Normas Brasileiras - NBR da As-sociação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT (GREENBERG, 1998).

Preparo dos trabalhos de campoPara avaliar os impactos da atividade de silvi-

cultura sobre a qualidade dos recursos hídricos superficiais, foram definidos seis pontos de co-leta de água superficial: quatro pontos em dife-rentes microbacias hidrográficas experimentais existentes na fazenda reflorestada e dois pontos no rio Campinas, principal rio que corta o re-florestamento, sendo um dos pontos situado a montante (Ponto 1) e outro a jusante da área de reflorestamento (Ponto 2). As quatro micro-bacias experimentais, que possuem suas nas-centes e foz no interior da fazenda, foram se-lecionadas de acordo com o tempo de plantio dos projetos de reflorestamento das espécies de pinus: projeto de Pinus taeda plantados em 1999 (Ponto 3 – Pinus Jovem); Pinus taeda plantados em 1991 (Ponto 4 – Pinus Médio); Pinus taeda e Pinus elliottii plantados no início da década de 70 (Ponto 5 – Pinus Velho) e área de mata nativa (Ponto 6), que foi utilizada como um padrão para o comparativo entre as microbacias (Figura 2). Em todos os seis pontos de coleta de água superficial foram tomadas as coordenadas mé-tricas (UTM) com o auxílio do aparelho recep-tor do Sistema de Posicionamento Global – GPS conforme a Tabela 1.

Foram confeccionados dois mapas de apoio às coletas contendo os pontos de monitoramen-to, os cursos de água envolvidos e as vias ou trilhas de acesso aos pontos de monitoramen-to, associados a imagens de satélite Landsat de 2005 e 2007.

trabalhos de campoForam realizadas 35 amostragens de água

para análise dos parâmetros físicos e químicos no período compreendido entre setembro de 2005 e agosto de 2009, e 30 coletas de dados de vazão nos pontos de monitoramento no perío-do entre abril de 2006 e agosto de 2009.

As amostragens dos cursos de água superficiais monitorados foram realizadas conforme as técni-cas dispostas na NBR 9898 de 1987 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 1987).

Pontos Coordenadas UTM Área em que passa o rio Rio/ Tipo de Reflorestamento1 690958; 7107384 Entrada fazenda Rio Campinas2 687492; 7105487 Saída fazenda Rio Campinas3 689815; 7106744 Pinus taeda de 1999 Córrego - Pinus Jovens4 688823; 7104587 Pinus taeda de 1991 Córrego - Pinus Adulto5 688876; 7103107 Pinus taeda e elliottii de 1971 Córrego - Pinus Velho6 688515; 7107030 Mata nativa Córrego - Mata Nativa

Tabela 1. Localização geográfica dos pontos de coleta de água.Table 1. Geographic location of water sampling points.


Os produtos cartográficos de apoio às análises foram confeccionados em ambiente de Sistema de Informação Geográfica no programa ArcView 9.2 e incluem o recorte e a adequação de mape-amentos geológicos e pedológicos, confecção de modelo digital do terreno e de cartas de declivi-dades e de orientação de vertentes. Foram utili-zados para compor a base cartográfica digital de trabalho mapas cedidos pela empresa que faz o manejo do reflorestamento, elaborados a partir de fotos aéreas de 1999, na escala de 1:30.000, assim como cartas topográficas disponibilizadas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísti-ca (IBGE), na escala de 1:50.000.

análise dos resultados e redação de artigo final

Para avaliação dos impactos da atividade de silvicultura sobre a qualidade dos recursos hídricos superficiais foram realizados dois comparativos globais entre os dados de qua-lidade e quantidade de água e de precipitação pluviométrica mensal: (1) comparativo entre os dados levantados nos dois pontos de mo-nitoramento do Rio Campinas, Ponto 1, na entrada do reflorestamento que possui ape-nas influência de mata nativa, e o Ponto 2 à jusante do reflorestamento; (2) comparativo entre as microbacias experimentais com dife-rentes idades dos talhões de pinus e a micro-bacia experimental da mata nativa.

resultados e dIscussões

Qualidade da águaA análise da amplitude, média, mediana e

desvio padrão dos dados de qualidade da água indica importantes diferenças entre os pontos de monitoramentos. Comparando-se à Resolu-ção CONAMA 357/05 (BRASIL, 2005), os parâ-metros que estiveram em desacordo com os li-mites estabelecidos para rios de Classe 1 foram pH, OD, DBO e fósforo total. O pH teve seu limite inferior extrapolado no rio Campinas à montante da fazenda – Ponto 1 e na microba-cia experimental com Pinus taeda plantados em 1999 – Ponto 3, na coleta realizada em feverei-ro de 2006, ocasião em que foi registrado 5,5 nos dois primeiros pontos. Nas demais coletas o pH manteve-se em conformidade com a refe-rida resolução (Tabela 2).

O parâmetro OD apresentou valor inferior ao estabelecido pela Resolução CONAMA 357 para rios de Classe 1 no Ponto 1 (Rio Campinas –

entrada da fazenda) e no Ponto 3 (Pinus 1999), mas foi um evento isolado ocorrido em janeiro de 2006. Pelas médias e medianas apresentadas na Tabela 2, observa-se que os cursos de água monitorados apresentaram ótimas condições de oxigenação das águas no decorrer do monitora-mento. Essa condição é mantida principalmente pela presença de sucessivas corredeiras nos lei-tos fluviais monitorados, em função do relevo suavemente ondulado da área em estudo, como observado em campo.

Quanto à DBO, em todos os pontos de mo-nitoramento foram registrados índices acima de 3,00 mg O2L

-1 em cerca de 63% das 35 coletas realizadas. Este fato pode ser explicado pelo alto índice pluviométrico da região em estudo, com média anual entre 1700 e 2100 mm (GONÇAL-VES et al., 2006), e relevo suavemente ondulado, o que proporciona um carreamento de sedimen-tos e matéria orgânica aos cursos de água. Nas microbacias experimentais com reflorestamen-to de pinus, Pontos 3, 4 e 5, foram registradas as menores médias de DBO se comparados aos demais pontos monitorados, mas ainda man-tiveram-se acima ou bem próximos ao limite estabelecido pela Resolução CONAMA 357/05 para rios de Classe 1 (Tabela 2). Chaves e Corrêa (2005) verificaram que o teor de matéria orgâni-ca (MO) em solo é, geralmente, encontrado em menor quantidade em áreas reflorestadas com espécies de pinus que em ambientes de florestas tropicais naturais, devido à demorada decompo-sição das acículas, o que explica a menor DBO registrada nas microbacias com pinus.

Com relação ao fósforo total, em todos os pontos monitorados foram registradas con-centrações iguais ou superiores ao limite de 0,10 mg L-1 P para rios de Classe 1 em pelo me-nos uma das amostragens realizadas, inclusi-ve nas áreas com influência predominante de mata nativa (Pontos 1 e 6). Segundo Sperling (2007), concentrações de P total acima de 0,10 mg L-1 P em cursos de água podem favorecer o processo de eutrofização com o crescimento acelerado de algas, altas taxas de consumo de oxigênio e aumento da concentração de sóli-dos em suspensão e turbidez. Na maior parte do período monitorado a concentração de P total ficou em torno de 0,03 a 0,07 mg L-1 P, conforme demonstra a média e a mediana de cada ponto de monitoramento. O alto índice do desvio padrão indica que este parâmetro apresentou uma grande variação durante o pe-ríodo de estudo, e está associado às flutuações



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registradas entre o período de estiagem (abril a setembro) e o período de chuva (outubro a março). Este comportamento pode ser avalia-do nas Figuras 7 e 12.

Na análise geral entre o monitoramento rea-lizado no período de setembro de 2005 a agosto de 2009, observa-se que o rio Campinas apre-sentou um aumento de temperatura, pH, con-dutividade elétrica, turbidez e nitrato após per-correr a fazenda reflorestada (Figuras 3 a 7). As alterações registradas variam de suaves a bruscas e apresentam caráter de variação sazonal.

O pH do rio Campinas foi mais elevado a jusante do reflorestamento em 72,4% das amostragens se comparado com o Ponto 1, a montante do reflorestamento. A elevação mé-dia apresentada foi de 0,30 unidades de pH (Fi-gura 3). As elevações mais significativas foram 1,40 (set/08), 1,16 (jul/08), 0,94 (jul/09), 0,93 (nov/08) e 0,92 (ago/07) unidades de pH.

O pH do rio Campinas demonstrou um comportamento de variação sazonal, com a tendência de apresentar-se mais alcalino no período de estiagem.

Figura 3. Comparativo entre precipitação e o parâmetro pH nos Pontos 1 e 2, Rio Campinas na entrada e saída da fazenda reflorestada, respectivamente.

Figure 3. Comparison between precipitation and the parameter pH at Points 1 and 2, Rio Campinas, at entrance and exit of the forest farm, respectively.

Figura 4. Comparativo entre precipitação e o parâmetro turbidez nos Pontos 1 e 2, Rio Campinas na entrada e saída da fazenda reflorestada, respectivamente. Limite para rios de Classe 1: 40 NTU (BRASIL, 2005).

Figure 4. Comparison between precipitation and the parameter turbidity at Points 1 and 2, Rio Campinas, at entran-ce and exit of the forest farm, respectively. Limit for Class 1 rivers: 40 NTU (BRASIL, 2005).

Figura 5. Comparativo entre precipitação e o parâmetro condutividade elétrica (CE) nos Pontos 1 e 2, Rio Campinas na entrada e saída da fazenda reflorestada, respectivamente. Limite para rios de Classe 1: Não objetável (BRASIL, 2005).

Figure 5. Comparison between precipitation and the parameter electrical conductivity (EC) at points 1 and 2, Rio Campinas, at the entrance and exit of the forest farm, respectively. Limit for Class 1 rivers: non-objec-tionable. (BRASIL, 2005).



Figura 6. Comparativo entre precipitação e o parâmetro nitrato nos Pontos 1 e 2, Rio Campinas na entrada e saída da fazenda reflorestada, respectivamente. Limite para rios de Classe 1: 10 mg/L NO3-(BRASIL, 2005).

Figure 6. Comparison between precipitation and the parameter nitrate in Points 1 and 2, Rio Campinas at the en-trance and exit of the forest farm, respectively. Limit for Class 1 rivers: 10 mg/L NO3-(BRASIL, 2005).

Figura 7. Comparativo entre precipitação e o parâmetro fósforo total nos Pontos 1 e 2, Rio Campinas na entrada e saída da fazenda reflorestada, respectivamente.

Figure 7. Comparison between precipitation and the parameter total phosphorus in Points 1 and 2, Rio Campinas at the entrance and exit of the forest farm, respectively.

Em 87% das amostragens, a turbidez mante-ve-se maior a jusante do reflorestamento (Ponto 2) quando comparado aos resultados obtidos a montante (Ponto 1), como pode ser observado na Figura 4. A área reflorestada mostrou-se mais suscetível ao carreamento de sólidos pelo deflú-vio nos eventos de maiores pluviosidade, como é o exemplo das amostragens realizadas em maio e dezembro de 2007, e janeiro e fevereiro de 2008, onde o ponto a jusante apresentou um aumento considerável na turbidez comparado com o ponto sobre o rio Campinas situado a montante da fazenda.

De acordo com Corrêa (2005), a rede viária no setor florestal é a principal fonte de sedimen-tos que alcançam os cursos de água, necessitan-do de práticas de conservação para evitar efeitos negativos como aumento excessivo de turbidez e assoreamentos dos rios, perda de fertilidade dos solos, entre outros.

A condutividade elétrica (CE) manteve-se maior no ponto de monitoramento sobre o rio Campinas a jusante do reflorestamento (Ponto 2) em todas as coletas comparado ao ponto a montante (Ponto 1). A amplitude da condutivi-dade elétrica no Ponto 1 variou entre 7 µS cm-1 (ago/09) e 17,89 µS cm-1 (ago/08) enquanto que

no Ponto 2 variou entre 11 µS cm-1 (ago/09) e 35,80 µS cm-1 (jul/08) (Tabela 2). Arcova (1996) informa que a CE está diretamente ligada à con-centração de íons na água, que pode indicar a presença de nutrientes na forma iônica, como nitratos, nitritos, fósforo total, cálcio, magnésio e potássio. O mesmo autor afirma ainda que a condutividade elétrica apresenta uma variação sazonal bastante característica, com tendência a diminuir no período chuvoso e aumentar no período de estiagem.

Esta variação sazonal entre os períodos chu-voso e de estiagem está evidente na Figura 5. No período de estiagem, que normalmente ocorre entre abril a agosto, a condutividade das águas do rio Campinas aumentou de forma conside-rável quando comparado ao período chuvoso que a antecedeu. O ponto de monitoramento a jusante do reflorestamento apresentou uma va-riação mais acentuada que o ponto de monito-ramento a montante, e pode estar relacionado tanto com o uso do solo, tipo de solo e de rocha da bacia de contribuição quanto com a própria extensão da bacia de contribuição de cada pon-to de monitoramento.

Apesar da condutividade das águas do rio Campinas ter aumentado consideravelmente após


percorrer a fazenda reflorestada com pinus, a con-centração de nitrato e de fósforo total não acom-panhou este aumento como esperado. Em cerca de 54,2% das coletas realizadas o NO3

- apresentou-se mais elevado na saída do reflorestamento se com-parado com a entrada, e para o fósforo total este índice foi de 42,8% (Figuras 6 e 7).

Portanto, o aumento da condutividade elétri-ca do rio Campinas durante o monitoramento não ocorreu diretamente em função das con-centrações de NO3

- e de P total, o que indica que outros compostos ionizados podem estar influenciando a qualidade da água do rio Cam-pinas em área de reflorestamento.

Nas análises dos resultados da pesquisa re-alizada no período de 2006 a 2007, constatou-se que os córregos tributários do rio Campinas inseridos na área do reflorestamento diminuem consideravelmente sua contribuição para o rio principal no período de estiagem, indicando a efemeridade destes (GUIMARÃES, 2008). Esta característica foi evidenciada no período de ja-neiro a junho de 2008, onde a vazão à jusante comparada com a de montante mostra incre-mentos cada vez menores (Figura 8).

Exemplo disso ocorreu em janeiro de 2008, quando o rio Campinas obteve um incremento de 1,02 m³ s-1 no volume de água após percorrer a fazenda. Em junho o aumento foi de apenas 0,10 m³ s-1.

Na análise conjunta dos resultados nos pon-tos 3, 4, 5 e 6, observa-se que as maiores con-centrações de nitrato e potássio e índices de condutividade foram registrados na microbacia experimental Pinus 1971 (Ponto 5), seguida das microbacias experimentais Pinus 1999 (Ponto 3) e da microbacia experimental Pinus 1992 (Fi-guras 9 a 11). Lima e Zaika (1998) afirmam que microbacias com cobertura vegetal não pertur-bada apresentam saídas mínimas de nutrientes pela água do deflúvio, e que quanto maior for a

idade do florestamento maior tende a ser a esta-bilidade no balanço de nutrientes. Essa tendên-cia foi observada entre os talhões monitorados, exceto na microbacia experimental com Pinus plantados em 1971 (Ponto 5), onde a maior perda de nitrato e potássio pela água do deflú-vio pode ser explicada pela maior declividade da bacia se comparada com as demais.

Oki (2002), avaliando o efeito do corte raso em plantações de Pinus taeda, verificou que a retirada da cobertura vegetal foi o maior res-ponsável pela saída de nutrientes da microbacia hidrográfica, mas que pode ser minimizada por formas adequadas de manejo. Alguns nutrientes como o N, K, Mg, Ca e Fe em condições de pre-cipitação inferior a 150 mm apresentaram picos de saída de nutrientes por deflúvio após o início do corte raso da floresta, e após cinco meses, a maioria dos nutrientes estavam estabilizados, com exceção de alguns que responderam ao corte em períodos diferenciados. Esta pesquisa constatou a resposta quase que imediata dos pa-râmetros analisados ao corte raso efetuado na área de estudo, evidenciando a sensibilidade de uma microbacia em função da cobertura vegetal e do uso do solo.

Verificou-se que os parâmetros nitrato e po-tássio apresentaram uma forte relação com a condutividade elétrica durante todo o monito-ramento. Esta relação é importante, pois permi-te identificar de forma rápida as oscilações na exportação de nutrientes das microbacias pelo deflúvio através do monitoramento da condu-tividade elétrica, que é um parâmetro de fácil mensuração.

O fósforo total demonstrou um comporta-mento diferente dos parâmetros de condutivida-de elétrica, nitrato e de potássio. O fósforo total apresentou uma sazonalidade marcante, com tendência de aumento no período de estiagem, como ocorreu entre julho e agosto de 2008 e

Figura 8. Comparativo entre precipitação e a vazão dos Pontos 1 e 2, Rio Campinas na entrada e saída da fazenda reflorestada, respectivamente.

Figure 8. Comparison between precipitation and discharge of points 1 and 2, Rio Campinas at the entrance and exit of the forest farm, respectively.



Figura 9. Relação entre precipitação e a condutividade elétrica (CE) nos Pontos 3, 4, 5 e 6. Limite para rios de Classe 1: Não objetável (BRASIL, 2005).

Figure 9. Relationship between precipitation and electrical conductivity (EC) at points 3, 4, 5 and 6. Limit for Class 1 rivers: non-bjectionable (BRASIL, 2005).

Figura 10. Relação entre precipitação e o parâmetro nitrato (NO3-) nos Pontos 3, 4, 5 e 6. Limite para rios de Classe 1: 10 mg/L NO3

-(BRASIL, 2005).Figure 10. Relationship between precipitation and the parameter nitrate (NO3-) at Points 3, 4, 5 and 6. Limit for

Class 1 rivers: 10 mg/L NO3-(BRASIL, 2005).

Figura 11. Relação entre precipitação e o parâmetro potássio (K) nos Pontos 3, 4, 5 e 6. Limite para rios de Classe 1: Não objetável (BRASIL, 2005).

Figure 11. Relationship between precipitation and the parameter potassium (K) at points 3, 4, 5 and 6. Limit for Class 1 rivers: non-objectionable (BRASIL, 2005).

Figura 12. Relação entre precipitação e o parâmetro fósforo total (P) nos Pontos 3, 4, 5 e 6. Limite para rios de Classe 1: 0,10 mg/L P (BRASIL, 2005).

Figure 12. Relationship between precipitation and the parameter total phosphorus (P) at points 3, 4, 5 and 6. Limit for Class 1 rivers: 0.10 mg/L P (BRASIL, 2005).

março e maio de 2009 (Figura 12). Nos períodos chuvosos, em função da maior quantidade de água, pode estar ocorrendo um efeito de diluição do fósforo total que apresenta-se em menor con-centração se comparado ao período de estiagem.

O comportamento dos parâmetros de OD e SDT em áreas de reflorestamentos apresentou-se bastante semelhante ao comportamento regis-trado em áreas de mata nativa durante o perío-do monitorado.


Produtos cartográficosA utilização de parâmetros de qualidade de

água para avaliar os impactos de uma determi-nada atividade antrópica sobre os recursos hí-dricos de uma bacia hidrográfica, é tarefa com-plexa e deve ser realizada com bastante cautela, visto que a alteração de determinados parâme-tros, em um dado período de tempo, pode ser influenciada por diversos fatores como o relevo, hidrografia, formas de uso e ocupação de solo, tipo de solo e composição litológica.

Frente a esta situação, com intuito de obter maior detalhamento das microbacias experi-mentais utilizadas neste trabalho e subsidiar a comparação dos parâmetros de qualidade de água entre os pontos de monitoramento, fo-ram confeccionados três mapas temáticos de apoio abordando as formas de uso e ocupa-ção do solo, a composição pedológica e com-posição litológica da área de estudo (Figuras 13, 14 e 15).

A partir dos três mapas temáticos foi possível identificar visualmente diferenças ou semelhan-

Figura 13. Mapa de uso de solo das microbacia do rio Campinas e microbacia do rio sem denomi-nação e localização dos pontos de monito-ramento de qualidade e quantidade de água superficial.

Figure 13. Land use map of the Campinas River water-shed and the watershed without name and locations of quality and quantity surface wa-ter monitoring points.

ças importantes na composição de cada micro-bacia ou área de drenagem. Para obter informa-ções além do diagnóstico visual, utilizaram-se os elementos das tabelas de atributos de cada mapa para organizar um quadro que se configu-ra em uma síntese comparativa geral dos dados referentes às áreas de ocorrência de cada atribu-to, na forma de porcentual da área total de cada unidade de drenagem (Tabela 3).

O mapa de uso do solo é o que possui maior número de classes em sua composição. Observa-se na Figura 13, que a área de estu-do é composta predominantemente por mata nativa e pelo plantio de espécies exóticas. A tabela 3 comprova que as classes de mata na-tiva, pinus jovem e pinus velho correspon-dem, juntas, a cerca de 94,2% da área. Somen-te 0,6% da área de estudo é contemplada por áreas urbanizadas ou solo exposto.

É importante ressaltar que o destaque para o comparativo dos parâmetros de qualidade de água é a percepção de que os pontos de monito-ramento Ponto 1 (rio Campinas na entrada da fazenda) e Ponto 6 (microbacia da mata nativa) possuem quase que exclusivamente influência de áreas de mata nativa.

Figura 14. Mapa geológico da área de estudo.Figure 14. Geological map of the studied area.



nito ocorrer somente na região de cabeceira do rio Campinas e rio Vermelho, contribuinte do Campinas (Figura 14). O ponto 1, rio Campinas a montante da fazenda, possui predominância de granito na sua composição litológica, com índice de 74% de sua área de drenagem total. Já o ponto a jusante, a predominância é de rocha metamórfica do tipo gnaisse granulítico, com 66% de sua área total (Tabela 3).

No aspecto pedológico, a área de estudo é contemplada por dois tipos de solo: argissolo amarelo em sua maior parte (71,3%) e cambis-solo háplico alumínico com maior concentracão na região de suas cabeceiras e uma faixa menor na região onde os cursos de água deságuam no Rio Cubatão do Norte (Figura 15). As microba-cias dos Pontos 3, 4 e 6 possuem somente um tipo de solo, o argissolo amarelo distrófico. Na microbacia do Ponto 5 há ocorrência de 82,5% de argissolo amarelo distrófico e 17,5% de cam-bissolo háplico alumínico.

Na área de drenagem do Ponto 1 o tipo de solo predominante é o cambisslo háplico alu-mínico (62,4%), enquanto que na área de dre-nagem do Ponto 2 predomina a ocorrência de argissolo amarelo distrófico (71,4%).

análise conjunta entre qualidade de água e produtos cartográficos

Em síntese, o mapeamento de uso e ocupa-ção de solo indica os tipos predominantes de vegetação presentes em cada microbacia ou área de drenagem. Esta ferramenta enfatiza o proces-so metodológico utilizado para identificar a in-fluência de uma área de reflorestamento sobre a

Figura 15. Mapa pedológico da área de estudo.Figure 15. Soil map of the studied area.

Pontos - 1 2 3 4 5 6

% ClassesBacia Rio Campinas

(geral)

Rio Campinas Entrada Fazenda

Rio Campinas Saída

Fazenda

Pinus taeda 1999

Pinus taeda 1991

Pinus taeda e elliottii

1971

Mata Nativa

Uso

do

solo

Mata Nativa 65,9 88,5 71,6 0 0,04 29,4 90,2Campos altitude 3 10,2 3,7 0 0 0 0Pinus jovem 27,7 1,2 21,7 98,5 99,96 50,8 9,8Pinus velho 0,6 0 0,1 0,3 0 6,8 0Capoeira 2,2 0,1 2,2 1,2 0 13 0Solo exposto - urbanizado 0,6 0 0,7 0 0 0 0

Lito

logi

a Granito 27,6 74 34 0 0 0 0

Gnaisse granulítico 72,4 26 66 100 100 100 100

Sol

os Cambissolo háplico 28,7 62,4 28,6 0 0 17,5 0Argissolo amarelo 71,3 37,6 71,4 100 100 82,5 100

Tabela 3. Síntese comparativa de cada classe dos temas mapeados, das áreas de drenagem à montante de cada ponto de monitoramento – valores em porcentagem (%).

Table 3. Comparative overview of each class of the mapped themes from drainage areas upstream of each moni-toring point - values in percentage (%).

A área de estudo é contemplada por dois ti-pos de rochas: 72,4% de sua extensão por ro-chas metamórficas do tipo gnaisses granulíticos, e o restante correspondem a uma faixa de intru-são de granito. Observa-se que nas microbacias dos Pontos 3, 4, 5 e 6 há ocorrência exclusiva de gnaisse granulítico pelo fato da intrusão de gra-


da, verificou-se que o cultivo de pinus em micro-bacias com relevo acentuado proporciona maior perda de sedimentos e nutrientes do solo e, por conseguinte, a deterioração dos cursos de água.

Com relação à vazão, a contribuição dos cór-regos situados na área do reflorestamento para o rio Campinas na época de estiagem é muito reduzida, o que indica característica de córregos efêmeros. Não foi detectada relação aparente entre alterações na vazão e a natureza dos dife-rentes talhões monitorados.

A utilização de mapeamentos temáticos da área de estudo mostrou-se importante ferramen-ta para a avaliação e interpretação das alterações dos parâmetros de qualidade de água em bacias hidrográficas experimentais.

reFerÊncIas BIBlIoGrÁFIcas

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qualidade dos recursos hídricos superficiais, que compara área sob influência de mata nativa com áreas de influência de reflorestamento e entre as diferentes idades dos talhões de pinus.

No contexto pedológico e geológico, o ponto de monitoramento que possui maiores diferen-ças entre as classes quando comparado com as demais microbacias é o Ponto 1, Rio Campinas, a montante do reflorestamento. Predomina em sua área de drenagem a ocorrência de intrusão de rocha do tipo granito e o tipo de solo cambis-solo háplico alumínico. Ambos são elementos mais estáveis aos processos de intemperismo e de erosão que os outros tipos de solo e de rocha presente nas outras unidades geomorfológicas. Este fato, em conjunto com a predominância de mata nativa do bioma Mata Atlântica na condi-ção de cobertura do solo, contribui para a ma-nutenção dos baixos índices de condutividade elétrica, turbidez e sólidos dissolvidos totais.

Na região onde se concentra o reflorestamen-to de pinus, dentro da área em estudo, tanto o tipo de solo como o de rocha predominantes apresentam característica de maior instabilida-de natural frente à ação dos agentes intempéri-cos. Assim, nos eventos de maior pluviosidade, quando os processos erosivos são mais intensos, registra-se uma maior produção de sedimentos e consequentemente um aumento em alguns pontos de nutrientes como NO3

- e potássio.

conclusões

Com relação à qualidade de água, os parâme-tros que apresentaram incompatibilidades com a Resolução CONAMA 357/05 para rios de Clas-se 1 foram: DBO, em grande parte das medições, tanto em áreas de reflorestamento como em áre-as de mata nativa; e OD, pH e fósforo total em eventos isolados.

O rio Campinas apresentou tendência de aumento do pH, condutividade elétrica, turbi-dez e nitrato após percorrer a área reflorestada com Pinus taeda, porém essas elevações não fo-ram suficientes para ultrapassar os limites es-tabelecidos pela Resolução CONAMA 357/05 para rios de Classe 1.

Observou-se no comparativo entre a micro-bacia com pinus jovem e a microbacia com pi-nus médio que, conforme aumenta a idade dos talhões de pinus, ocorre uma estabilização na quantidade de nutrientes presentes nas águas su-perficiais. Ao se comparar com a microbacia de pinus velho, onde a declividade é mais acentua-



Recebido em 11/02/2010Aceito para publicação em 02/06/2010

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